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模擬仿真 - 半導(dǎo)體行業(yè)

熱循環(huán)測試（Thermal Cycling）是衡量電子產(chǎn)品焊接可靠性最常見的測試。以63.2%的統(tǒng)計(jì)壽命來計(jì)算焊球壽命。失效發(fā)生后，失效分析手段（切片、紅墨水、SEM/EDS、X-Ray等）就用來檢查失效位置及失效類型。

測試標(biāo)準(zhǔn)

1) JEDEC Standard JESD22-A104 Thermal Cycling

2) IPC 9701 Performance Test Methods and Qualification Requirements for   Surface Mount Solder Attachments

有限元仿真模擬可以用來測試產(chǎn)品的理論壽命，通過軟件計(jì)算提前預(yù)知產(chǎn)品的可靠性，并對失效的機(jī)理進(jìn)行分析，提前規(guī)避失效風(fēng)險(xiǎn)，從而優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，提供可靠性。

產(chǎn)品及焊球Layout	焊球開裂現(xiàn)象

有限元模型	仿真測試中的溫度曲線

一個(gè)熱循環(huán)后焊球的塑性應(yīng)變能分布	不同等效模型的應(yīng)變能密度變化
采用不同的計(jì)算區(qū)域來預(yù)測熱循環(huán)壽命	不同壽命預(yù)測方法獲取的焊球熱循環(huán)壽命比較

▽ 芯片彎曲循環(huán)測試及壽命預(yù)測

試驗(yàn)裝置	傳感器安裝在PCB板的背面
菊花鏈測試電阻監(jiān)控焊球是否開裂（電阻上升100%）	傳感器獲取的彎曲頻率下的PCB的應(yīng)變幅值

測試完成后的紅墨水驗(yàn)證試驗(yàn)	仿真計(jì)算結(jié)果和紅墨水試驗(yàn)一致

▽ 芯片加速度沖擊仿真測試

半正弦波沖擊測試	方波沖擊測試
應(yīng)變傳感器	PCB板在半正弦波沖擊下的應(yīng)變響應(yīng)

▽ 芯片及元器件隨機(jī)振動(dòng)條件下的壽命預(yù)測

▽ 不同層疊結(jié)構(gòu)及核心材料下的PCB板材料參數(shù)

▽ PCB板的翹曲會(huì)引起元器件受力集中

翹曲引起焊接變形，從而降低可靠性

▽ 不同封裝結(jié)構(gòu)的電阻元件壽命表現(xiàn)及其原理

▽ 焊球拉拔力測試

不同IMC厚度對焊球拉拔力的影響

▽ 溫度循環(huán)條件下的焊料壽命計(jì)算

引腳開裂原理	仿真測試中的溫度曲線

▽ ICT治具仿真測試